作者：李慧颖 主编
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
环境工程识图与CAD试读：
前言
前 言通过前期调研，我们了解到目前市面上已有多种CAD教材或工程制图类教材供广大师生选用，但大部分环境工程CAD教材侧重培养学生计算机绘图的能力，工程制图教材侧重培养学生手工绘制草图的基本能力，很少有专门的环境工程识图和计算机辅助制图相结合的教材。因此，有必要编写一本贴近实际岗位需求的教材。本教材编写思路及创新点如下。（一）在内容编排上，通过对环境工程技术专业岗位工作性质和职业能力要求的分析，选取“环境工程制图规范及标准的认知”“环境工程图纸的识读”等项目为载体，强化学生识读图纸、规范制图的能力，引入实际工程图纸绘制任务使学习者掌握绘图命令的同时提升专业绘图的能力，将计算机辅助设计绘图员考证内容融入教材中，可提升学习者职业技能。（二）改变了以知识能力点为体系的框架，以实践活动为主线组织编排教材，紧紧围绕实践活动，引出任务，提出设计思路和提供完成任务所需的背景知识，在教材中以学习者的兴趣点及工作岗位上需要解决的问题为主题设计任务，从而增加了教材的亲和力，能够激发学习者的兴趣，有利于提升学习者主动学习的能力。（三）将一些任务的知识点制作成微课视频，将绘图任务制作成操作演示视频以二维码的形式收录在本书中，学习者能够通过视频全面、真实地进行课前翻转、课后巩固教学，十分钟左右的时长符合当今网络时代信息碎片化的阅读方式。适合于移动学习时代知识的传播、也适合学习者个性化、深度学习的需求。
本书颇具特色之处是将知识点制作成微课视频和绘图操作演示视频并收录在本书中，可作为读者学习时的参考和向导。本书有与内容配套的图纸CAD文件等学习素材，读者可登录化学工业出版社教学资源网（www.cipedu.com.cn），注册后免费获取。
本书可作为高职高专环境类专业教材，也可作为成人大专环境类专业自学考试及计算机辅助设计绘图员培训教材，并可供环境保护及相关专业科技人员参考。
本书共12个项目，编写人员有李慧颖（编写项目1、项目2部分内容、项目3、项目5部分内容、项目11部分内容、项目12部分内容）、韦健（编写项目6、项目9、项目10）、赵蓉（编写项目6部分内容、项目7、项目8、项目2部分内容）、刘莹（编写项目4、项目5部分内容、项目11部分内容、项目12部分内容）。全书由李慧颖主编，韦健副主编。广东怡康环保实业有限公司谢庆勇，广州市金龙峰环保设备工程股份有限公司石云峰，广东环境保护工程职业学院朱月琪、夏志新等提供了大量的工程图纸案例。在此对他们表示诚挚的谢意。
感谢您选择了本书，由于编者水平有限，疏漏之处在所难免，对本书的意见和建议请发邮件到125390881@qq.com，欢迎批评指正。编 者 2019年2月第一部分 环境工程识图项目一 计算机绘图在环境工程设计中的作用项目目标了解计算机辅助设计在环境工程中的应用，了解学习本课程的目的。通过某污水处理厂设计案例的学习，了解环境工程设计的内容和污水处理的工艺流程。
计算机给人们的生活和工作提供了便利。计算机辅助设计在环境工程中的广泛应用，极大地提高了工作效率，使得工程设计和产品的开发周期不断缩短。在环境工程设计图形中最为常见的就是对于二维和三维图形的设计，按照传统的人工手绘图纸的方式需要花费大量时间才能绘制成环境工程所需要的图形设计，但是当计算机成为辅助设计的工具时，设计工程师不仅能够利用计算机本身对环境工程进行设计，还能够借助可以安装在计算机上的软件进行设计，例如在设计二维图形的时候，最常用到的是辅助绘图的软件Auto CAD，对现代科学技术的充分运用提升了设计过程的整体效率及准确性。二维码1.1再不学CAD，你就OUT了
了解计算机辅助设计在环境工程中的应用，可以引起学习者对计算机辅助设计的重视程度，了解学习计算机辅助设计的目的及在工作中应用的范围和方向（表1-1为项目任务表）。表1-1 项目任务表
本项目里所学的内容主要通过实际工程案例来掌握，建议学习者以某个环境工程设计方案开始，了解主要的学习内容，逐项完成学习任务。通过视频了解污水处理厂整个工艺流程，结合“练习与实践”中的题目深化对本项目学习内容的理解。二维码1.2识读生活污水处理厂设计图纸
环境工程设计时，要遵循一定的设计程序。一般可分为设计前期准备、初步设计和施工图设计三个阶段。处理规模大、技术复杂的项目包括初步设计和施工图设计，处理规模小、技术相对简单的项目一般用施工图设计。一、设计的前期准备
在设计的前期准备阶段要求设计人员要明确设计任务，收集所有原始材料、数据，并通过数据分析、归纳，得出符合实际的结论。在此阶段需要编写预可行性研究报告和项目可行性研究报告。项目可行性研究的编制是确定建设项目之前具有决定性意义的工作。项目可行性研究分析投资决策上的合理性、技术上的先进性和适应性以及建设条件的可能性和可行性，从而为投资决策提供科学依据。污水处理工程的可行性研究报告主要内容如下。
1.总论（1）项目编制依据。（2）自然环境条件（地理、气象、水文地质）。（3）城市社会经济概况或企业生产经营概况。（4）城市或企业的排水系统现状。（5）污染源构成。（6）污水排放量现状。（7）污水水质现状。（8）项目的建设原则与建设范围。（9）污水处理厂建设规模。（10）污水处理要求目标（设计进水、出水水质）。
2.工程方案（1）污水处理厂厂址选择及用地。（2）污水处理工艺方案比较（比较方案工艺技术与总体设计、工艺构筑物及设备分析、技术经济比较）。（3）处理水的出路（回用水深度处理工艺选择）。（4）工程近期、远期结合问题。（5）节能安全生产与环境保护。（6）推荐方案设计（污水、污泥、回用水处理工艺系统平面及高程设计；主要工艺设备及电气自控；土建工程；公用工程及辅助设施）。（7）生产组织及劳动定员。
3.工程投资估算及资金筹措（1）工程投资估算原则与依据。（2）工程投资估算表。（3）资金筹措与使用计划。图1-1 某污水处理厂平面布置图
4.工程进度安排
5.经济评价（1）总论（工程范围及处理能力、总投资、资金来源及使用计划）。（2）年经营成本估算。（3）财务评价。
6.研究结论、存在问题及建议二、初步设计
初步设计的目的是提供审批依据，进一步论证工程方案的技术先进性、可靠性、经济合理性。提供工程概算表，技术设计方面包括工艺、建筑、变配电系统、仪表及自控方面的总体设计及部分主要单体设计，各专业采取的新技术论证及设计。提供施工准备工作，如拆迁、征地三通（水、电、路）一平（墙）并与有关部门签订合同。
1.污水处理工程初步设计的任务（1）确定工程规模、建设目的、投资效益。（2）设计原则和标准。（3）各专业个体设计及主要工艺构筑物设计。（4）工程概算。（5）迁征地范围和数量。（6）施工图设计中可能涉及的问题及建议。
2.初步设计的文件（1）设计计算说明书。（2）工程量。（3）主要设备与材料，包括总体设计图（总平面布置图、系统图）及主要工艺构筑物设计图（平面、竖向）。（4）工程总概算表。三、施工图设计
施工图设计是将污水处理厂各构筑物的平面位置和高程，精确的表示在图纸上，并详细表示出每个节点的构造、尺寸，用标准图例精确绘制，每张图纸有相应的比例。主要包括以下内容。
1.设计说明书（1）设计依据。初步设计或方案设计批准文件，设计进出水水质。（2）设计方案。（3）图纸目录、引用标准图目录。（4）主要设备材料表。（5）施工安装注意事项及质量、验收要求。
2.设计图纸（1）总体设计。
a.污水处理厂总平面图。比例尺（1∶100）～（1∶500）。如图1-1为某污水处理厂平面布置图。
b.工艺流程图（图1-2，见第8～第9页）。
c.污水处理厂综合管线平面布置图。（2）单体构（建）筑物设计图。
a.工艺图。比例尺（1∶50）～（1∶100）。
b.建筑图。比例尺（1∶50）～（1∶100）。
c.结构图。比例尺（1∶50）～（1∶100）。
d.主要建筑物给水排水、采暖通风、照明及配电安装图。（3）电气与自控设计图。
a.厂区高、低压变配电系统图和一、二次回路原理接线图。包括变电、配电、用电、启动、保护等设备型号、规格、编号。
b.各种控制和保护原理图与接线图。
c.各构筑物平面、剖面图。
d.电气设备安装图。
e.厂区室外线路照明平面图。
f.仪器自动化控制安装图。
g.非标准配件加工图。（4）辅助设施设计图。（5）非标准设备设计图。
a.总装图。
b.部件图。表明构件加工制作详图、组装图、制作和装配要求。
c.零件图。说明加工精度、技术指标、材料、数量等。任务一 认知污水处理厂工艺流程
通过某污水处理厂设计案例，学习者可掌握污水处理厂设计的内容及流程。通过观看某污水处理厂介绍视频，可了解生活污水处理典型工艺流程，熟悉生活污水污染物去除的原理和各处理单元主要设备（设施），增强学习者对专业知识的认知，有利于对后续环境工程识图与绘图的学习。
1.了解实际环境工程设计内容及流程。
2.了解环境工程图纸中的工艺流程图。图1-2 某污水处理厂工艺流程图2
某生活污水处理厂的主要污染物质为氮、磷和有机物，采用A/2O工艺方法，可同步去除氮、磷和有机污染物质。A/O法的主要原理是：在厌氧环境中，污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厌氧的不利状态下，将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB（聚β-羟基丁酸）的形态储藏于体内。在好氧环境中，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌增殖等生理活动所用，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。同时，在好氧的条件下，进行硝化反应，氨氮被氧化为硝酸盐氮；在缺氧状态下，进行反硝化反应，硝酸盐氮被还原为氮气，从而从水中去除。工艺流程框图见图1-3。图1-3 某生活污水处理厂工艺流程框图
工艺流程图是工艺设计关键的文件，是以规定的形象的图形、符号、文字表示工艺流程中选用的设备、构筑物、管道、附件、仪表等及其排列次序与连接方式，反映出物料流向与操作条件的工程图纸。工艺方案流程图又名工艺流程示意图或工艺流程简图，内容如下：
①定性地标出污染治理的路线；
②画出采用的各种过程及设备以及连接的管线。
工艺方案流程图的组成包括流程、图例、设备一览表等三部分。流程中有设备示意图、流程管线及流向箭头、文字注解。图例中只需标出管线图例，阀门、仪表等无须标出。任务二 了解计算机辅助设计及其应用
了解现代计算机辅助设计技术的发展历史；掌握计算机辅助设计的基本概念和特点；认知现代计算机辅助设计技术的功能及其发展动向。
1.认知计算机辅助设计CAD的发展历程。
2.了解CAD绘图技术在环境工程设计中的作用。
CAD（computer aided design，计算机辅助设计）诞生于20世纪60年代，是美国麻省理工学院提出的交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。
20世纪70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。
20世纪80年代，由于PC机的应用，CAD（计算机辅助设计）得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时Versa CAD是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故得不到普遍应用。而当时的Autodesk（美国电脑软件公司）公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性，该CAD软件升级迅速。
CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。
以前，工程设计主要是由人工进行手绘，很难保证图纸的整洁度以及图纸的精准度，一旦有了错误更改起来也很困难，若需要更改的地方太多就只能重新画，效率和精准度都难以达到要求。后来计算机技术得到大力发展，计算机技术中开发的CAD画图技术也逐渐替代了人工绘图。CAD画图技术不仅提高了工作效率，在节省出大量的人力的前提下，更展现出了无可比拟的灵活性。一、CAD软件介绍
1. AutoCAD
AutoCAD是国际上著名的二维和三维CAD设计软件，是美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD有着良好的用户界面，它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能非常快地学会使用。AutoCAD拥有广泛的适应性和良好的兼容性，可以在各种PC系统和工作站上运行。
2.浩辰CAD
浩辰CAD是著名的国产CAD设计软件，由苏州浩辰软件股份有限公司开发。浩辰CAD完美兼容AutoCAD，在界面、功能、操作习惯、命令方式、文件格式、二次开发接口与之基本一致，并根据国内用户需求开发了大量的使用工具，具有更高的性价比。
3.中望CAD
中望CAD是另一种国产CAD设计软件，由广州中望龙腾软件股份有限公司开发并在2001年推出了第一个版本。中望CAD兼容普遍使用的AutoCAD，在界面、功能、操作习惯、命令方式、文件格式上与之基本一致，但具有更高的性价比和更贴心的本土化服务，深受用户欢迎，被广泛应用于通信、建筑、煤炭、水利水电、电子、机械、模具等勘察设计和制造业领域。中望公司在2010年斥资千万美元收购了美国著名的三维CAD/CAM设计软件公司VX，并在2010年8月份推出了中望3D 2010版，从此中望公司开始涉及三维CAD设计软件领域。
4. MicroStation
MicroStation是国际上和AutoCAD齐名的二维和三维CAD设计软件，第一个版本由Bentley兄弟在1986年开发完成。其专用格式是DGN，并兼容AutoCAD的DWG/DXF等格式。MicroStation是Bentley工程软件系统有限公司在建筑、土木工程、交通运输、加工工厂、离散制造业、政府部门、公用事业和电信网络等领域解决方案的基础平台。
MicroStation具有很强大的兼容性和扩展性，可以通过一系列第三方软件实现诸多特殊效果。例如用TurnTool等第三方插件，即可直接用MicroStation发布在线三维展示案例。二、CAD 技术在环境工程设计中的特点
1.图纸干净整洁
在科技还不发达的时候，环境工程设计图纸都是人工画的。在绘画的过程中，需要大量的人力，浪费很多时间。并且图纸如果有不合适的地方，想要进行修改，会很不方便。CAD 技术的崛起，解放了人力，节省了时间。在绘画过程中，不仅可以一直保持图纸的干净整洁，即使有画错的地方，点击撤销键，即可更改重画，非常方便。
2.工作效率高
CAD 的操作很方便，需要记住的基本口令很少，尤其是如果只做平面绘图，那只需要一些基本口令就可解决大部分工作。设计师熟练掌握绘图技术后，以前需要绘制几个月的图纸，利用 CAD 技术只需要十几天就可以完工，大大提高了工作效率。
3.图纸精确度高
在环境工程的规划设计工作中，关于图形的设计最为多见的是平面图形与立体图形的设计，依据传统的手动绘制的方法，需要非常繁杂的程序，而且对绘制人员的专业技能要求非常高，虽是如此，依旧不能够保证所绘制图形的精确性，然而CAD技术的运用，给设计人员带来了极大的福音，设计工作人员不但可以通过使用计算机自身对环境工程的预装程序开展设计工作，并且还可以凭借安装在计算机上面的应用程序来开展设计工作。
4.保存图纸更加便捷
CAD 说到底是以计算机作为依托的技术，而计算机拥有一项非常强大的功能，即可以储存很多资源。CAD 绘图需要的空间很大，计算机可以满足这样的储存需求。如果设计师只是画了一部分，那么可以保存在 U 盘中，随身携带。需要的时候可以导入计算机中 ，随时可进行更新。
5. CAD 技术在环境工程中的应用
在利用 CAD 绘制图形的过程中，往往会遇到这样的状况，需要使用很多的图形符号，并且这些图形符号是设计过程中需要不断重复使用的，因此，需要建立常用图形图库。在电脑图形技术层面，在图纸上面安插图库中预存的图形符号并重新编辑，这是很多 CAD 应用程序目前正在运用并不断升级换代以符合人们使用需求的技术。这个技术毫无疑问地进一步削减了繁复的工作量，提升了工作效率。在进行环境工程城市污水流程设计时，可以充分地借助于计算机辅助设计，运用 CAD 软件图形图库方便快捷准确地绘制出城市污水处理的典型流程，展示城市污水处理流程中所用到的设备、流程线路以及界限的标注和文字标注等元素。
1. 污水处理厂的设计分哪几个阶段？每个阶段的设计内容包括哪些？
2. 计算机辅助绘图在污水处理厂站设计中发挥什么作用？
3. 计算机辅助设计有哪些软件？
4. 计算机辅助设计的优点是什么？
5. 谈谈技术人员在CAD技术应用中的关键作用。
6. CAD技术未来的发展方向是什么？
本项目讲述了计算机辅助设计的发展历程、CAD基本概念以及 CAD在环境工程中的应用。计算机辅助设计是一门发展中的学科，新的概念、新的方法不断出现，为此应引入计算机辅助设计发展的最新研究动态，并尽可能进行课外相关资料的阅读，扩大知识面，了解计算机辅助设计在各领域中的应用。项目二 环境工程制图规范及标准的认知项目目标1.通晓建筑工程制图标准及制图规范。2.熟知国家标准关于图纸幅面和格式及比例的规定。3.掌握比例的概念和选用原则，具有正确认知和选用图纸幅面和格式及比例的能力。4.了解图线的类型及应用，掌握图线画法的注意事项。5.掌握字体的选用及尺寸标注的组成。
在工程建设中，图纸是用于交流的构成要素。为了满足设计、施工、生产、存档和各种出版物的要求，国家技术监督局颁布了一系列有关制图的国家标准（简称“国标”或“GB”），学习工程制图，就要掌握国家标准（GB）所规定的图样的画法，能够读懂图纸所要表达的工程含义。CAD工程制图基本要求主要包括图纸、图框、比例、线型及字体选用等方面的内容。它们都是在进行正式绘制工程图之前需要先确定的。本项目通过任务的布置，学习者可掌握标准绘图的能力（表2-1）。表2-1 项目任务表
这个项目里所学的内容知识点比较多，学习起来会有点枯燥，建议学习者先了解整个制图标准构架，再通过学习任务掌握图纸幅面、比例、图线、字体等主要知识点，同时还要对照附录中GB/T 18229—2000《CAD工程制图规则》等制图标准与规范，掌握其他知识点。二维码2.1环境工程CAD制图标准
环境工程到目前为止还没有出台专门的制图标准，这是因为环境工程本身就是一门交叉学科，涉及的专业很多。如一项污水治理工程主要涉及土建、管道等，在制图时一般参考建筑制图标准和给水排水制图标准。而一项大气污染控制工程则主要涉及设备、管道，在制图时参考机械制图标准更为合适。为了使图纸的表达方法和形式统一，提高制图效率，以满足设计、施工、存档等要求，根据国家发布的相关标准如GB/T 50001《房屋建筑制图统一标准》、GB/T 50104《建筑制图标准》、GB/T 50105《建筑结构制图标准》、GB/T 50106《建筑给水排水制图标准》、GB/T 4458.6《机械制图 图样画法 剖视图和断面图》等。环境工程专业的制图应符合以上相关标准。国家标准，简称国标（GB），GB/T表示推荐使用的国家标准。GB/T 后的数字表示此项国标的代号；一字线后的数字表示制定的时间。任务一 认知标准图纸幅面与比例
本任务通过表格及图片可了解各图纸的幅面及图框尺寸，能够根据所绘制的图纸类型，正确选用图纸的比例。
1.熟知图纸的幅面规格。
2.了解标题栏、会签栏的内容。
3.能正确选用制图比例。一、认知图纸幅面
图纸幅面，应符合表2-2的规定及图2-1～图2-3的格式。表2-2 图纸幅面及图框尺寸 单位：mm图2-1 A0～A3横式幅面图2-2 A0～A3立式幅面图2-3 A4立式幅面
图纸的短边一般不应加长，长边可加长，但应符合国家标准中相应的规定。
在一套工程图纸中应以一种规格图纸为主，尽量避免大小幅面掺杂使用。二、认识标题栏、会签栏与明细栏
图纸的标题栏、会签栏及装订边的位置，可参考图2-4、图2-5。
标题栏应按图2-4所示绘制，根据工程需要可以修改其尺寸及分区。标题栏中应标明工程名称，本张图纸的名称与专业类别及设计单位名称、图号，留有设计人、绘图人、审核人的签名栏和日期栏等。
会签栏应按图2-5的格式绘制。它是为各工种负责人签字用的表格，不需会签的图纸可不设会签栏。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]